Номер 5-65, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-65. Вычислите массу гидроксида калия ($KOH$), необходимую для полной нейтрализации:

а) 29,2 г хлороводорода ($HCl$);

б) 25,2 г азотной кислоты ($HNO_3$);

в) 49 г серной кислоты ($H_2SO_4$).

а)

Дано:

$m(HCl) = 29,2 \text{ г}$

Найти:

$m(KOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации хлороводорода (соляной кислоты) гидроксидом калия:

$KOH + HCl \rightarrow KCl + H_2O$

Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение между гидроксидом калия и хлороводородом составляет $1:1$. Это значит, что для полной нейтрализации 1 моль $HCl$ требуется 1 моль $KOH$.

2. Рассчитаем молярные массы веществ. Будем использовать следующие атомные массы: $Ar(K) = 39,1$; $Ar(O) = 16$; $Ar(H) = 1$; $Ar(Cl) = 35,5$.

$M(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = Ar(K) + Ar(O) + Ar(H) = 39,1 + 16 + 1 = 56,1 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества хлороводорода ($n$) в 29,2 г:

$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{29,2 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} = 0,8 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида калия равно количеству вещества хлороводорода:

$n(KOH) = n(HCl) = 0,8 \text{ моль}$

5. Вычислим массу гидроксида калия, необходимую для реакции:

$m(KOH) = n(KOH) \cdot M(KOH) = 0,8 \text{ моль} \cdot 56,1 \text{ г/моль} = 44,88 \text{ г}$

Ответ: для полной нейтрализации 29,2 г хлороводорода необходимо 44,88 г гидроксида калия.

б)

Дано:

$m(HNO_3) = 25,2 \text{ г}$

Найти:

$m(KOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации азотной кислоты гидроксидом калия:

$KOH + HNO_3 \rightarrow KNO_3 + H_2O$

Соотношение реагентов в реакции составляет $1:1$. Это значит, что для полной нейтрализации 1 моль $HNO_3$ требуется 1 моль $KOH$.

2. Рассчитаем молярную массу азотной кислоты. Молярная масса гидроксида калия была рассчитана в предыдущем пункте. Будем использовать следующие атомные массы: $Ar(H) = 1$; $Ar(N) = 14$; $Ar(O) = 16$.

$M(HNO_3) = Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = 56,1 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества азотной кислоты в 25,2 г:

$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{25,2 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида калия равно количеству вещества азотной кислоты:

$n(KOH) = n(HNO_3) = 0,4 \text{ моль}$

5. Вычислим массу гидроксида калия, необходимую для реакции:

$m(KOH) = n(KOH) \cdot M(KOH) = 0,4 \text{ моль} \cdot 56,1 \text{ г/моль} = 22,44 \text{ г}$

Ответ: для полной нейтрализации 25,2 г азотной кислоты необходимо 22,44 г гидроксида калия.

в)

Дано:

$m(H_2SO_4) = 49 \text{ г}$

Найти:

$m(KOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полной нейтрализации серной кислоты гидроксидом калия. Так как серная кислота двухосновная, для ее полной нейтрализации требуется две молекулы основания:

$2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение между гидроксидом калия и серной кислотой составляет $2:1$. Это значит, что для полной нейтрализации 1 моль $H_2SO_4$ требуется 2 моль $KOH$.

2. Рассчитаем молярную массу серной кислоты. Будем использовать следующие атомные массы: $Ar(H) = 1$; $Ar(S) = 32$; $Ar(O) = 16$.

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = 56,1 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества серной кислоты в 49 г:

$n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{49 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида калия в два раза больше количества вещества серной кислоты:

$n(KOH) = 2 \cdot n(H_2SO_4) = 2 \cdot 0,5 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

5. Вычислим массу гидроксида калия, необходимую для реакции:

$m(KOH) = n(KOH) \cdot M(KOH) = 1 \text{ моль} \cdot 56,1 \text{ г/моль} = 56,1 \text{ г}$

Ответ: для полной нейтрализации 49 г серной кислоты необходимо 56,1 г гидроксида калия.